用于通过独立注入水和气体为水下油储层加压的水下系统和方法技术方案

一种通过独立注入水和气体对水下油储层加压的系统，所述系统包括：至少第一和第二水下注入井，其中第一和第二水下注入井中的至少一个借助于单独水下管线与开采单元连接；至少两个跨接管：第一跨接管，其将第一水下注入井的湿式采油树液压连接到第二水下注入井的湿式采油树；第二跨接管，其将第二水下注入井的湿式采油树液压连接到第一水下注射井的湿式采油树。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过独立注入水和气体为水下油储层加压的水下系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月6日提交的BR102017021444-3的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及在油储层中注入流体以维持压力。更具体地，本专利技术涉及同时或交替地在水下井中注入水和气体以增加产量并且增加石油采收率。
技术介绍
在海上石油开采中，随着开采储层，储层中的压力降低。为了允许开采的连续性，存在用于二次采油的各种技术，其中我们可以提到注入水以最小化原料平衡的不足，从而使储层压力尽可能地保持接近原始压力。对具有高油气比的深水油田(例如位于巴西盐下(pre-salt)区域的油田)进行的研究确定了增加储层采收率的机会，为此采用了在同一个井和同一储层的地点中交替注入气体和水的方法，这称为WAG(水-交替-气体)。该方法已在世界各地的各种陆上油田中使用，但很少在海上油田中使用。根据储层类型，与单独注入水的方法相比，WAG方法可以提供更好的采油指标。存在一些WAG方法的变体方案，所述变体方案包括那些在同一个井中同时注入气体和水的方法。在巴西已经出现了利用富含CO2的气体进行WAG注入的机会，这主要是因为最近发现了盐下层中存在大型油储层。盐下碳酸盐储层中所含的大部分油都是轻质的，其密度介于28°至30°API(美国石油学会)之间，其中气体含量高，气油比超过200m3/m3，并且含有介于8％至20％之间的CO2，这使得将气体用于高级采油的可能性极具吸引力。通过WAG注入方法将产生的含CO2的气体重新注入，除了减少温室气体的释放外，还具有提高这些储层采油率的良好前景。该技术在深水中的应用是一个挑战。在大深度的石油开采中以及在同一个井中注入气体和水的系统中所存在的固有问题涉及由水合物形成、高压和低温条件下的气体和水的直接接触所导致的管道阻塞的风险。如果气体中包含的CO2百分比大于1％，则使用一个管线用来交替气体和水的流动的另一个问题是需要特殊的冶金方法和操作程序，其中通过置换惰性流体封堵部(plug)来切换流体，从而不仅要避免水合物形成，还要避免使CO2与水反应从而生成碳酸(一种高度腐蚀性的物质)。为了规避管线腐蚀和水合物风险的问题，在巴西盐下油田的深水中的第一个海底油田的开发中，设计了一种灵活的系统，该系统允许仅注入水或交替注入水和气体(WAG方法)，其具有用于切换所注入流体的设备，并且因此降低了水合物形成的风险。因此，开发了用于注入水和气体的海底管汇系统(ManifoldSubmarinodedeeGás,MSIAG)，该系统与两个水下的注入井相连运行。在该系统中，管汇负责控制井中气体和/或水的注入。考虑到资本成本和运营成本(CAPEX和OPEX)，MSIAG的经济效益要优于两个独立的附属WAG井的互连。尽管这种设计有许多优点，但是这些管汇除了水下管线的成本和操作成本之外，还具有大约三千万美元的高资本成本。因此，需要开发在生产中提供对储层压力的维持的新的解决方案。因此，有兴趣寻找具有更好成本效益比而同时又不需要管汇的其他的解决方案，以用于在上述的场景中通过WAG方法提供注入。为此，多功能的水下系统变得具有吸引力，即，所述多功能水下系统结合交替注入水和气体以提高储层采油率，同时具有减轻水合物的更大的鲁棒性相结合，并且仍然具有注入从海底直接收集的水的可能性。2016年由Rev.VirtualQuim出版的ROSA,K.R.S.A.,Bezerra,M.C.M.,Ponzio,E.A.和Rocha,A.A.撰写的标题为“AdvancedOilRecovery:PotentialforWAGInjection(WaterAlternatingGas)”描述了使用WAG注入技术进行采油的研究。然而，没有提及关于在无需使用管汇来控制注入的情况下在注入井中进行水下注入的可能性。为了解决上述现有技术的问题，由同一申请人提交的文件PCT/BR2017/000093描述了一种用于通过注入水和/或气体对水下油储层加压的水下系统，其包括：(i)至少两个水下注入井，每个水下注入井借助于单独水下管线连接到开采单元，该单独水下管线经由主注入芯轴连接到相应的水下注入井；以及(ii)至少一个跨接管(jumper)，每个跨接管经由环空芯轴(annulusmandrel)和辅助芯轴(auxiliarymandrel)而将至少两个相邻的水下注入井中的两个水下注入井液压连接。然而，文件PCT/BR2017/000093中描述的注入系统使得必须在同一注入管道中实施注入中的对气体和水的交替注入。换句话说，必须设计和准备两个注入管道以用于交替注入水和气体。在这种情况下，文件PCT/BR2017/000093中描述的系统的每个管道的尺寸必须设计成用于注入水和气体两者。但是，众所周知的是，在交替注入水和气体(CO2)时，不可避免地会混合这些元素，从而形成会减少管道的使用寿命的酸。延长WAG类型的系统中的注入管道的使用寿命的替代方案是在气体和水的部分之间注入惰性流体(通常是柴油)的封堵部。但是，在同一条管道中交替进行气体、水和柴油的注入管理最终会增加系统的后勤成本并且减少管道的使用寿命。而且，每个管道将必须被设计成用于输送不同类型的流体，这增加了设计和制造的成本。如下面将更详细描述的那样，本专利技术旨在以实用且高效的方式至少部分地解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本文件提供一种通过注入气体和水的集成的采收系统，这使得水下管汇不再是必要的。该文件还公开了一种赋予了对水合物具有更高的鲁棒性的、通过注入气体和水的集成的采收系统。该文件进一步公开了一种通过注入气体和水的集成的采收系统，所述集成的采收系统能够注入直接从海底收集和处理后的水。该文件还公开了一种通过注入气体和水的集成的采收系统，所述集成的采收系统允许每个注入管道负责仅注入水或气体，而无需在水和气体的部分之间注入惰性流体。该文件还公开了一种通过注入气体和水的集成的采收系统，所述集成的采收系统可以借助于从井介入船所实施的操作(例如酸化)来实施用于恢复井的注入量的操作。根据第一方面，本专利技术提供一种用于通过独立注入水和气体来对水下油储层加压的系统，该系统包括以下中的一个或多个：至少第一水下注入井和第二水下注入井，其中第一水下注入井和第二水下注入井中的至少一个借助于单独水下管线与开采单元相连接；和至少两个跨接管：第一跨接管，其将第一水下注入井的湿式采油树WCT液压连接到第二水下注入井的湿式采油树WCT；和第二跨接管，其将第二水下注入井的湿式采油树WCT液压连接到第一水下注入井的湿式采油树WCT。跨接管的布置允许将不同的流体供应到不同的井，然后将那些流体分配到不需要直接连接到流体源的其它的井。这样，与针对不同流体在循环操作下使用同一个管线相比，可以为不同的流体(例如水和气体)提供专用的水下管线，从而避免了污染和不期望的反应产物。水下注入井中的至少一个井可以借助于单独水下管线、经由所述至少一个井本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过独立注入水和气体对水下油储层加压的系统，所述系统包括：/n至少第一水下注入井和第二水下注入井，其中，所述第一水下注入井和所述第二水下注入井中的至少一个借助于单独水下管线连接到开采单元；和/n至少两个跨接管：/n第一跨接管，所述第一跨接管将所述第一水下注入井的湿式采油树WCT液压连接到所述第二水下注入井的湿式采油树WCT；和/n第二跨接管，所述第二跨接管将所述第二水下注入井的所述湿式采油树WCT液压连接到所述第一水下注入井的所述湿式采油树WCT。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 BR 102017021444-31.一种通过独立注入水和气体对水下油储层加压的系统，所述系统包括：
至少第一水下注入井和第二水下注入井，其中，所述第一水下注入井和所述第二水下注入井中的至少一个借助于单独水下管线连接到开采单元；和
至少两个跨接管：
第一跨接管，所述第一跨接管将所述第一水下注入井的湿式采油树WCT液压连接到所述第二水下注入井的湿式采油树WCT；和
第二跨接管，所述第二跨接管将所述第二水下注入井的所述湿式采油树WCT液压连接到所述第一水下注入井的所述湿式采油树WCT。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，水下注入井中的至少一个井借助于所述单独水下管线、经由所述至少一个井的相应的湿式采油树WCT的主注入芯轴连接到所述开采单元。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一跨接管将所述第一水下注入井的所述湿式采油树WCT的辅助芯轴液压连接至所述第二水下注入井的所述湿式采油树WCT的环空芯轴。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第二跨接管将所述第二水下注入井的所述湿式采油树WCT的辅助芯轴液压连接至所述第一水下注入井的所述湿式采油树WCT的环空芯轴。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述系统还包括水下海水收集和注入系统SI。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述水下海水收集和注入系统SI包括抽吸管、止回阀、过滤器、注入泵和抽吸阀中的一种或多种。


7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述水下海水收集和注入系统S1与所述第一水下注入井或所述第二水下注入井的所述湿式采油树WCT的主注入芯轴流体连通。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，其中，所述水下海水收集和注入系统S1与所述第一水下注入井的所述湿式采油树WCT的主注入芯轴流体连通。


9.根据权利要求5至8中任一项所述的系统，其中，所述系统被构造为通过第一单独水下管线仅注入水，所述第一单独水下管线将所述开采单元或所述水下海水收集和注入系统SI与所述第一水下注入井液压连接。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述系统被构造为通过第二单独水下管线仅注入气体，所述第二单独水下管线将所述开采单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·罗德古斯，C·阿尔贝托·班代拉·里贝罗·卡多佐，
申请(专利权)人：巴西石油公司，
类型：发明
国别省市：巴西;BR